随着我国城市化的进程、人口的剧增，污废水的排放量也快速增长，致使许多城市河流受到不同程度的污染，其中有机污染比较普遍，表现为水体严重缺氧，甚至发黑发臭。本文结合上海市新港河道污染治理工程，通过实验室研究、河道曝气中试试验、计算机模拟试验等方法，分析曝气充氧技术在城市中小河道有机污染治理中的应用。首先，通过实验室研究，分析了新港河道的耗氧特性。运用耗氧特性曲线，可以得知水体和底泥耗氧的阶段历时、阶段耗氧特性及动力学过程；运用一级反应动力学方程和Logistics反应动力学方程进行拟合，得到各阶段的耗氧速率常数；以水体和底泥的耗氧量总和估计水体的需氧量，计算结果为26.92kg／d，其中底泥耗氧占84.1％。其次，通过实验室和计算机模拟试验，分析了影响曝气效果的因素，为工程上实施技术改进措施提供依据。实验室曝气对比试验包括不同活性污泥含量、不同曝气量以及连续曝气和间歇曝气两种不同曝气方式的对比。试验表明，增加活性污泥含量、提高曝气强度对水体的COD_Cr、NH₃-N和TN的去除率提高；间歇曝气有利于脱氮，TN去除率提高。计算机模拟试验包括模型的建立和运用两部分内容。曝气充氧条件下的河流水质模型是结合零维水质模型、一维水质模型和以Streeter-Phelps模型为基础的单一河段水质模型，利用组合推流式反应器的原理建立的。运用MATLAB软件编程运算，经与实际监测数据进行对照，结果基本令人满意。计算机进行模拟试验结果显示曝气可以提高河流的自净能力，有效改善曝气段下游水质；曝气段的水质不随曝气量和河段数量的进一步增加而明显提高，而温度、流速和底泥悬浮对水质的影响较大。综合实验室研究、中试试验和计算机模拟试验结果得出：曝气充氧能够提高水体的溶解氧水平，消除黑臭，改善水质，而且具有见效快、投资省、基本不占地等优点，适用于我国城市中小河道的有机污染治理。但是仅仅采用该技术对水体水质的改善有一定的局限性，处理效果难以进一步提高。研究表明影响曝气效果的主要因素有微生物含量、温度、曝气量、曝气方式和水体流速。在工程实践中，要结合环境效益和经济效益，确定水体需氧量，选择合适的曝气设备、数量，在适宜的季节进行曝气，而且要妥善安装曝气机，避免发生底泥悬浮。同时可以采取投加外源微生物、间歇曝气运行方式、控制河流流速、种植水生植物等措施改善曝气充氧的效果。